Najcięższe jądra atomowe

Nasze badania dotyczą istnienia, struktury, stabilności i metod syntezy jąder superciężkich (Z > 103), a wiążą się z fundamentalnymi pytaniami o granice układu okresowego i możliwość wiązania 300, a nawet więcej nukleonów poprzez oddziaływania silne. Badania te wspierają eksperymentalne wysiłki skierowane na syntetyzowanie najcięższych pierwiastków, prowadzone w Berkeley, Dubnej, Darmstadt i Riken. Opis jąder ciężkich opiera się na metodzie samouzgodnionego pola średniego w różnych jej wariantach. Opisane procesy obejmują główne kanały rozpadu, takie jak rozszczepienie i rozpady alfa, zarówno stanów podstawowych jak i izomerów. Formułowane są modele fenomenologiczne syntezy, które testowane są na dostępnych danych doświadczalnych.

Grawitacja i kosmologia

Badane są modele wczesnego Wszechświata, mogące wyjaśnić pochodzenie pierwotnej struktury, z której wyłonił się obserwowany Wszechświat. Rozważana jest kosmologia kwantowego odbicia, w której osobliwość Wielkiego Wybuchu zastąpiono kwantowym wielkim odbiciem. Rozwijane są narzędzia służące tym badaniom, takie jak metody kwantowania, aproksymacji dynamiki kwantowej, formalizm hamiltonowski do opisu perturbacji kosmologicznych. Badane są modele kosmologiczne z rozszerzoną teorią grawitacji, które konfrontowane są z dostępnymi danymi obserwacyjnymi. Naszym celem jest zrozumienie obecnych i przyszłych obserwacji, szczególnie w kontekście trudności modelu ΛCDM oraz nieznanej natury ciemnej energii i ciemnej materii. Badane są również modele astrofizycznych czarnych dziur w kontekście ich zapadania się do grawitacyjnych osobliwości. Mechanizm unikania klasycznych osobliwości poprzez kwantowe odbicie podobny jest do przypadku kosmologicznego.

Cząstki elementarne

Model Standardowy fizyki cząstek elementarnych nie opisuje całości zjawisk występujących we Wszechświecie i wymaga rozszerzenia. Nasze badania koncentrują się na fenomenologicznych aspektach modeli wykraczających poza Model Standardowy. Korzystając z dostępnych danych doświadczalnych i obserwacji astrofizycznych, poszukujemy dopuszczalnych rozszerzeń Modelu Standardowego. Koncentrujemy się na tych mogących objaśnić pewne anomalie obserwowane w eksperymentach przy LHC. Zajmujemy się fenomenologią ciemnej materii, poszukiwaniem cząstek mogących tę materię tworzyć, możliwościami pośredniej i bezpośredniej ich detekcji, a także zagadnieniem ewolucji ciemnej materii we wczesnym Wszechświecie. Obliczenia, które prowadzimy, wykraczają poza proste modele, stosujemy metody kwantowej teorii pola, w szczególności przy skończonej temperaturze.

Chromodynamika kwantowa

Chromodynamika kwantowa (QCD), opisująca oddziaływania partonów czyli kwarków i gluonów, jest dobrze eksperymentalnie ugruntowana, lecz jej bogata struktura sprawia, że wiele ważnych pytań wciąż pozostaje bez odpowiedzi. Motywuje to badania doświadczalne przy funkcjonujących akceleratorach, a szczególnie przy budowanym właśnie Zderzaczu Elektronów z Jonami (EIC). W naszych badaniach poszukujemy właściwego schematu faktoryzacji, umożlwiającego wyrażenie przekroju czynnego na oddziaływanie hadronów na wyliczaną perturbacyjnie część opisującą rozpraszanie partonów oraz część nieperturbacyjną, charakteryzującą strukturę hadronów, czyli rozkłady partonów uzyskiwane z danych doświadczalnych. Nasze badania zmierzają do precyzyjnego wyznaczenia rozkładów zależnych od pędu poprzecznego (TMD) i rozkładów uogólnionych (GPD), dostarczających informacje o trójwymiarowej strukturze hadronów. Dążymy do znalezienia obserwabli z dokładnością do poprawek niewiodących w stałej sprzężenia silnego oraz poprawek subeikonalnych w energii procesu rozpraszania. Dla procesów inkluzywnych stosujemy teorię efektywną znaną jako Kondensat Kolorowego Szkła (CGC).

ul. Pasteura 7,
02-093 Warszawa
tel. +48 22 273 28 02
e-mail: BP2@ncbj.gov.pl